專利名稱：一種速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用豆類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)改性植物膠就是利用植物膠粉懸浮分散于低碳醇類有機(jī)溶劑中，以親水性化學(xué)物質(zhì)及其它相關(guān)輔助助劑為原料，在一定的壓力和溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后將膠粉與溶劑進(jìn)行離心分離、干燥而獲得的。
該方法存在如下的缺點(diǎn)1、產(chǎn)物的高分子鏈在水中分散速度慢，影響了其水中的溶脹速度。常溫下需在水中分散、浸泡達(dá)1小時(shí)以上才能達(dá)到其水溶液的最終粘度。
2、分離后的有機(jī)溶劑必需進(jìn)行回收，回收過(guò)程中存在廢氣排放，環(huán)境污染和安全風(fēng)險(xiǎn)較大。
3、由于部分植物膠粉的細(xì)度細(xì)小，反應(yīng)過(guò)程中有機(jī)溶劑與植物膠粉不易徹底分離，致使部分膠粉殘留于分離后的溶劑中，在對(duì)溶劑進(jìn)行回收后存在廢水、廢棄物的排放，污染環(huán)境。
4、植物膠粉在化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程反應(yīng)效率較低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，加大了植物膠中高分子所受到的降解，反應(yīng)后產(chǎn)物的分子量大大降低，降低了膠粉水溶液的粘度及使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)廢水、廢氣、廢棄物排放，對(duì)環(huán)境影響極小且反應(yīng)效率高的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其利用豆科類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠；(1)、化學(xué)反應(yīng)的重量配比為水30-140份豆科類植物膠片100份親水性化學(xué)物質(zhì)10-40份無(wú)機(jī)堿2-30份無(wú)機(jī)或有機(jī)酸 2-30份(2)、化學(xué)反應(yīng)工藝步驟為按照上述化學(xué)反應(yīng)配比，利用50℃以上的熱水或蒸氣與植物膠片、無(wú)機(jī)堿進(jìn)行混合并在50℃以上保溫30分鐘至1小時(shí)，使植物膠片充分吸水膨脹，從而將其緊密的分子結(jié)構(gòu)拉開(kāi)而變得膨松。然后加入所需的親水性化學(xué)物質(zhì)和無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，于50-100℃下反應(yīng)為0.5-4小時(shí)，即得含水為20-60％的化學(xué)改性植物膠片，經(jīng)擠壓膨化、干燥、粉碎后，即得含水低于10％的速溶型化學(xué)改性植物膠粉。
所述的植物膠片是指將瓜爾豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科類植物的種子經(jīng)過(guò)去掉種皮和胚后，所獲得的粒度在40目以下的片狀或粒狀的胚乳部分。
所述的親水性化學(xué)物質(zhì)是指含有羥基的低碳有機(jī)物，包括碳原子不超過(guò)4的如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸鈉。
所述的無(wú)機(jī)堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀。
所述的酸是指各類能溶于水的無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，如鹽酸、硫酸、乙酸。
所述的擠壓膨化、干燥、粉碎的具體過(guò)程如下
利用輥式擠壓機(jī)、螺桿擠壓式膨化機(jī)擠壓式設(shè)備將上述化學(xué)改性植物膠片進(jìn)行擠壓膨化，使其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步松散而獲得粒度較粗的渣狀膨化化學(xué)改性植物膠；將渣狀膨化化學(xué)改性植物膠于100℃下進(jìn)行干燥至其含水達(dá)到10-20％，然后利用超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型化學(xué)改性植物膠粉。
本發(fā)明生產(chǎn)的化學(xué)改性植物膠相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)相比，在生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品性能上進(jìn)行了根本的改進(jìn)，因而具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、通過(guò)擠壓膨化，改變了植物膠中的高分子鏈結(jié)構(gòu)，使高分子更容易在水中分散和溶脹。生產(chǎn)所得到的化學(xué)改性植物膠粉大大提高了在水中的溶解速度，使膠粉在水中分散幾分鐘后即可達(dá)到最終粘度，尤其適合于野外現(xiàn)場(chǎng)配制。
2、生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水、廢氣、廢棄物排放，對(duì)環(huán)境影響極小。
3、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中不再使用有機(jī)溶劑，加快了反應(yīng)過(guò)程、提高了反應(yīng)效率，膠粉中高分子所受到的降解程度小，產(chǎn)物能保持更高的水溶液粘度，提高了膠粉的使用效率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其利用豆科類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠；(1)、化學(xué)反應(yīng)的重量配比為水30-140份豆科類植物膠片100份親水性化學(xué)物質(zhì)10-40份無(wú)機(jī)堿2-30份無(wú)機(jī)或有機(jī)酸 2-30份
(2)、化學(xué)反應(yīng)工藝步驟為按照上述化學(xué)反應(yīng)配比，利用50℃以上的熱水或蒸氣與植物膠片、無(wú)機(jī)堿進(jìn)行混合并在50℃以上保溫30分鐘至1小時(shí)，使植物膠片充分吸水膨脹，從而將其緊密的分子結(jié)構(gòu)拉開(kāi)而變得膨松。然后加入所需的親水性化學(xué)物質(zhì)和無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，于50-100℃下反應(yīng)為0.5-4小時(shí)，即得含水為20-60％的化學(xué)改性植物膠片。
擠壓膨化、干燥、粉碎步驟如下利用輥式(二輥、三輥或多輥)擠壓機(jī)、螺桿(單螺桿或雙螺桿)擠壓式膨化機(jī)等擠壓式設(shè)備將上述化學(xué)改性植物膠片進(jìn)行擠壓膨化，使其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步松散而獲得粒度較粗的渣狀膨化化學(xué)改性植物膠。
將渣狀膨化化學(xué)改性植物膠于100℃下進(jìn)行干燥至其含水達(dá)到10-20％，然后利用超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型化學(xué)改性植物膠粉。
上述的植物膠片是指將瓜爾豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科類植物的種子經(jīng)過(guò)去掉種皮和胚后，所獲得的粒度在40目以下的片狀或粒狀的胚乳部分。
上述的親水性化學(xué)物質(zhì)是指含有羥基的低碳有機(jī)物，包括碳原子不超過(guò)4的如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸鈉。
上述的無(wú)機(jī)堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀。
上述的酸是指各類能溶于水的無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，如鹽酸、硫酸、乙酸。
具體實(shí)施例1于帶攪拌器和加熱裝置的密閉反應(yīng)器中分別加入100份瓜爾膠片、10份固體氫氧化鈉，攪拌、同時(shí)加入100份90℃的熱水進(jìn)行混合，繼續(xù)攪拌10分鐘后停止攪拌，于60±2℃下保溫30分鐘。
再啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)器內(nèi)加入15份環(huán)氧丙烷，于70-75℃下反應(yīng)2小時(shí)。降溫至40℃以下，攪拌，慢慢加入31％的工業(yè)鹽酸28份，加完鹽酸后繼續(xù)攪拌30分鐘，得到化學(xué)改性的羥丙基瓜爾膠片。
利用三輥擠壓機(jī)將羥丙基瓜爾膠片進(jìn)行擠壓，擠壓后的產(chǎn)物體積會(huì)增加5倍以上。將擠壓后的產(chǎn)物通過(guò)脈沖式氣流干燥機(jī)進(jìn)行干燥，并保持干燥機(jī)內(nèi)的溫度不高于80℃，干燥后的物質(zhì)進(jìn)入帶有微粉分級(jí)功能的超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型羥丙基瓜爾膠粉。
具體實(shí)施例2于帶攪拌器和加熱裝置的密閉反應(yīng)器中分別加入100份瓜爾膠片、8份固體氫氧化鈉，攪拌、同時(shí)加入100份90℃的熱水進(jìn)行混合，繼續(xù)攪拌10分鐘后停止攪拌，于60±2℃下保溫30分鐘。
再啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)器內(nèi)加入30份氯乙酸鈉，于70-75℃下反應(yīng)2小時(shí)。降溫至40℃以下，攪拌，慢慢加入31％的工業(yè)鹽酸24份，加完鹽酸后繼續(xù)攪拌30分鐘，得到化學(xué)改性的羧甲基瓜爾膠片。
利用三輥擠壓機(jī)將羧甲基瓜爾膠片進(jìn)行擠壓，擠壓后的產(chǎn)物通過(guò)脈沖式氣流干燥機(jī)進(jìn)行干燥，并保持干燥機(jī)內(nèi)的溫度不高于80℃，干燥后的物質(zhì)進(jìn)入帶有微粉分級(jí)功能的超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型羧甲基瓜爾膠粉。
具體實(shí)施例3于帶攪拌器和加熱裝置的密閉反應(yīng)器中分別加入100份香豆膠片、5份固體氫氧化鈉，攪拌、同時(shí)加入60份80℃的熱水進(jìn)行混合，繼續(xù)攪拌10分鐘后停止攪拌，于50-55℃下保溫30分鐘。
再啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)器內(nèi)加入10份環(huán)氧丙烷，于70-75℃下反應(yīng)2小時(shí)。降溫至40℃以下，攪拌，慢慢加入31％的工業(yè)鹽酸15份，加完鹽酸后繼續(xù)攪拌30分鐘，得到化學(xué)改性的羥丙基香豆膠片。
利用三輥擠壓機(jī)將羥丙基香豆膠片進(jìn)行擠壓，擠壓后的產(chǎn)物通過(guò)脈沖式氣流干燥機(jī)進(jìn)行干燥，并保持干燥機(jī)內(nèi)的溫度不高于80℃，干燥后的物質(zhì)進(jìn)入帶有微粉分級(jí)功能的超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型羥丙基香豆膠粉。
權(quán)利要求
1.一種速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其利用豆科類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠；(1)、化學(xué)反應(yīng)的重量配比為水30-140份豆科類植物膠片100份親水性化學(xué)物質(zhì)10-40份無(wú)機(jī)堿2-30份無(wú)機(jī)或有機(jī)酸 2-30份(2)、化學(xué)反應(yīng)工藝步驟為按照上述化學(xué)反應(yīng)配比，利用50℃以上的熱水或蒸氣與植物膠片、無(wú)機(jī)堿進(jìn)行混合并在50℃以上保溫30分鐘至1小時(shí)，使植物膠片充分吸水膨脹，從而將其緊密的分子結(jié)構(gòu)拉開(kāi)而變得膨松。然后加入所需的親水性化學(xué)物質(zhì)和無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，于50-100℃下反應(yīng)為0.5-4小時(shí)，即得含水為20-60％的化學(xué)改性植物膠片，經(jīng)擠壓膨化、干燥、粉碎后，即得含水低于10％的速溶型化學(xué)改性植物膠粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其特征在于所述的植物膠片是指將瓜爾豆、香豆、田菁豆、槐豆等含有半乳糖或甘露糖的豆科類植物的種子經(jīng)過(guò)去掉種皮和胚后，所獲得的粒度在40目以下的片狀或粒狀的胚乳部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其特征在于所述的親水性化學(xué)物質(zhì)是指含有羥基的低碳有機(jī)物，包括碳原子不超過(guò)4的如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氯乙酸、氯乙醇、氯乙酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其特征在于所述的酸是指各類能溶于水的無(wú)機(jī)或有機(jī)酸，如鹽酸、硫酸、乙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法，其特征在于所述的擠壓膨化、干燥、粉碎的具體過(guò)程如下利用輥式擠壓機(jī)、螺桿擠壓式膨化機(jī)擠壓式設(shè)備將上述化學(xué)改性植物膠片進(jìn)行擠壓膨化，使其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步松散而獲得粒度較粗的渣狀膨化化學(xué)改性植物膠；將渣狀膨化化學(xué)改性植物膠于100℃下進(jìn)行干燥至其含水達(dá)到10-20％，然后利用超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎、分選、包裝，即得含水低于10％的速溶型化學(xué)改性植物膠粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用豆類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠的制備方法。在現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)改性植物膠就是利用植物膠粉懸浮分散于低碳醇類有機(jī)溶劑中，以親水性化學(xué)物質(zhì)及其它相關(guān)輔助助劑為原料，在一定的壓力和溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后將膠粉與溶劑進(jìn)行離心分離、干燥而獲得的，該方法存在廢水、廢棄物的排放，污染環(huán)境等缺點(diǎn)。本發(fā)明利用豆科類植物膠片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、擠壓膨化、干燥、粉碎，以獲得一種速溶型化學(xué)改性植物膠。其通過(guò)擠壓膨化，改變了植物膠中的高分子鏈結(jié)構(gòu)，使高分子更容易在水中分散和溶脹，且生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水、廢氣、廢棄物排放，對(duì)環(huán)境影響極小。
文檔編號(hào)C08B37/00GK1935848SQ20061010505
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者李靜群, 汪義發(fā), 管保山, 謝璇, 杜彪, 趙振峰 申請(qǐng)人:甘肅省慶陽(yáng)長(zhǎng)慶井下化工廠